Струми у фазах приймача і нейтральному проводі

(11.10)

Якщо нейтральний провід відсутній ( у разі обриву ) , то у виразі (11.9) тре-ба прийняти . Розглянемо детальніше випадки нерівномірного наван-таження у з’єднанні за схемою “зірка” з нейтральним проводом. У разі обриву однієї із фаз, наприклад фази А, струм у ній буде дорівнювати нулю ( ). У двох інших фазах струми не зміняться, тому що напруги на всіх фазах , вклю-чаючи й пошкоджену, залишаться без зміни. Струм в нейтральному проводі бу-де дорівнювати геометричній сумі струмів непошкоджених фаз

.

Векторна діаграма напруг і струмів для активного і рівномірного наванта -ження непошкоджених фаз приймача, показана на рис.11.5,а. Якщо в трифаз-ній системі, з’єднаній за схемою “зірка” з нейтральним проводом, за рівномір-ним навантаженням фаз обірветься один лінійний провід, наприклад провід А, то це спричинить зникнення у фазі А не тільки струму , а й напруги. Вершина А

32

трикутника векторів лінійних напруг (рис.11.5,б) переміститься в точку n . Фаз-ні напруги на непошкоджених ділянках залишаться без зміни. За активного на-вантаження струми в непошкоджених фазах і струм у нейтральному проводі за-лишаться такими самими , що і в попередньому випадку. Коротке замикання однієї із фаз за наявності нейтрального проводу призводить до аварії, тому що провідність цієї фази зростає до нескінченності. Для трифазного приймача, з’єднанного за схемою “зірка” без нейтрального проводу, характерний взаєм-ний вплив окремих фаз. Кожна фазна напруга приймача і струм будуть залежа-ти від опорів усіх фаз. У разі обриву в одній із фаз , наприклад у фазі А, непош-коджені фази В і С будуть з’єднані послідовно і підімкнені до лінійної напруги

. Оскільки геометрична різниця фазних напруг і повинна станови-

ти лінійну напругу , то початок фазних напруг, визначаючи положення ней-тральної точки n на рис. 11.5,в, переміститься на середину відрізка між верши-нами В і С за рівномірного навантаження непошкоджених фаз. У цьому разі, напруга на пошкодженій фазі , а на-пруга на фазах В і С зменшується порівняно з рівномірним навантаженням фаз

.

Векторна діаграма для цього випадку за активного навантаження фаз показана на рис. 11.5, в.

А А

İ_N A N^`

İ_C İ_B İ_C İ_B

İ_N

а б

33

А İ_A

А N^`

İ_C İ_B



N N

İ_c İ_B

в г

Рис.11.5

Обрив лінійного провода збігається з розглянутим випадком обриву фази і призводить до перетворення трифазного кола в однофазне. У разі замикання накоротко фази А напруга на ній падає до нуля, а напруга двох інших буде до-рівнювати лінійній напрузі, тобто збільшується в рази. Відповідно у стіль-ки ж разів збільшуються і струми цих фаз. При цьому фазний струм у фазі А збільшується в 3 рази порівняно з нормальним режимом. На векторній діаграмі ( рис. 11.5,г ) показано переміщення нейтральної точки приймача n у вершину А трикутника векторів лінійних напруг, а напруга за короткого замикання фази буде дорівнювати фазній напрузі мережі.

Комплексна потужність трифазної системи

, (11.11) де Р і Q – відповідно активна і реактивна потужність трифазної системи.

Активна потужність трифазного приймача визначається як сума активних потужностей окремих фаз

(11.12)

Для випадку симетричного навантаження

і тоді . (11.13)

34

Отже, при несиметричному навантаженні активну потужність можна виміряти трьома однофазними ватметрами , , (рис.11.6,а), вмикаючи кожний на відповідні фазні напруги і струми, що дає можливість окремо визначити актив-ні потужності

Користуючись показаннями вольтметра, амперметра і ватметра, які вимірю-ють відповідні фазні величини,можна знайти зсув фаз між напругою і струмом приймачів через косинус

(11.14)

W₁

W₁

А А

W₂

В В

W₃

W₂

С С

N

а б

Рис.11.6

За симетричного навантаження трифазної системи вимірювання потужності можна виконати для однієї із фаз і одержаний результат потроїти, що дає мож-ливість обійтися одним однофазним ватметром.

За відсутності нейтрального проводу активна потужність трифазної системи може бути наведена у такому вигляді:

( 11.15)

35

і виміряна двома однофазними ватметрами (рис.11.6,б), в яких значення показує перший додаток формули (11.15) , а – другий. Алгебраїчна сума по-казань цих ватметрів дорівнює активній потужності всіх приймачів, які під’єд-нані до трифазної трипровідної системи.

Коефіцієнт потужності трифазного приймача можна визначити за формулою

(11.16)

36

Таблиця 11.1

Дос-лід

Струм, А

Напруга, В

Потужність, Вт

Навантаження

1

З нульовим проводом

Однорідне рівномірне

2

Без нульового проводу

3

Без нульового проводу

Неоднорідне нерівномерне

4

З нульовим проводом

5

З нульовим проводом

Неодноріднепри обриві лінійного проводу

6

Без нульового проводу

37

Таблиця 11.2

Дослід				, Вт	, ВА		Навантаження
	град.
1							З нульовим проводом	Однорідне рівномірне
2							Без нульового проводу
3							Без нульового проводу	Неоднорідне, нерівномірне
4							З нульовим проводом
5							З нульовим проводом	Неоднорідне при обриві лінійного проводу
6							Без нульового проводу

38

Лабораторна робота 12

Дослідження трифазної електричної системи кіл, з’єднаних за схемою “трикутник”

Мета роботи: дослідним шляхом перевірити основні співвідношення для кола трифазного струму у з’єднанні приймачів трикутником як для симетрич- ного (рівномірного), так і для несиметричного (нерівномірного ) навантаження фаз.

Підготовка до роботи. Під час підготовки до роботи студентам необхідно ознайомитись з методичними вказівками, робочим завданням, підготувати про-токол звіту до лабораторної роботи та відповісти на такі запитання:

1. Яка трифазна система напруг називається симетричною ?

2. Як встановити порядок чергування фаз напруг у трифазному колі ?

3. Як три однофазних приймачі з’єднати за схемою “трикутник”?

4. Які фактори визначають рівномірність та однорідність приймачів окремих фаз трифазної системи ?

5. Які є залежності між лінійними і фазними напругами і струмами трифазної системи при з’єднанні приймачів за схемою “трикутник” ?

6. Яким чином можна виміряти активну потужність приймачів, з’єднаних за схемою “трикутник” ?

7. Як розподіляються напруги на фазах приймача, з’єднанного за схемою “трикутник”, у разі обриву одного із лінійних проводів ?

8. Довести, що сума показань двох ватметрів дорівнює активній потужності трифазного кола.

9. Чи допустиме коротке замикання однієї із фаз у з’єднанні навантаження трикутником ?

Робоче завдання

1. Під’єднати фазопокажчик і визначити порядок чергування фаз на затиска-чах лабораторного стола.

2. Зібрати електричне коло за схемою, зображеною на рис. 12.1, без індуктив-

39

ної котушки і конденсатора. Після перевірки кола лаборантом встановити рів-номірне навантаження фаз і виконати вимірювання величин. Результати вимі-рювань занести до табл..12. 1.

3. До раніше зібраного кола під’єднати котушку індуктивності або конден- сатор ( за вказівкою викладача ). Встановити несиметричне навантаження фаз і записати результати вимірювань до табл. 12.1.

4. Від’єднати один із лінійних проводів ( за вказівкою викладача ), і, не змі-нюючи навантаження, виконати вимірювання величин і записати в табл..12.1.

Q

А

В

С

Рис. 12. 1